适应水位变化的库岸植物群落设计研究 ——以三峡库区汉丰湖乌杨坝为例

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三峡工程蓄水后,因水位周期性涨落而形成的消落带引起国内外高度关注并成为焦点。消落带及其之上的滨水空间构成的整个库岸生态系统是陆地到水体之间的重要生态界面。对于三峡水库这样的大型水库来说,海拔高程145~175m的消落带及175~185m的滨水空间是库岸生态系统的重要组成部分。受周期性水位变动的影响,库岸存在着系列环境问题的胁迫,如周期性水位变动导致的库岸稳定性变差、原有适应于天然河岸的生物种类因蓄水后的水位变动而难以生存并导致生物多样性降低、地表径流污染物在库岸的积累转化、土地利用格局改变、库岸景观质量衰退等,解决库岸生态环境问题迫在眉睫。库岸植物群落作为库岸生态系统的重要组成部分是解决问题的关键所在。重庆市开州区位于三峡库区腹心区域。汉丰湖作为开州区城市内湖,其库岸是汉丰湖周陆域集水区与水体之间的重要生态屏障。本文选取三峡库区汉丰湖北岸库岸生态系统为研究对象,针对库岸植物群落设计的相关问题展开分析,基于提出问题、分析问题、解决问题的原则,探究适应水位变化的库岸植物群落设计策略,并重点通过汉丰湖北岸乌杨坝库岸植物群落设计的实践案例展开分析。第一章:绪论阐述本文的研究背景、目的和意义,确定研究对象为三峡水库汉丰湖北岸库岸生态系统,包括海拔高程145~175m消落带及175~185m滨水带。通过梳理研究内容涉及到的概念、国内外相关研究进展,对目前已有的相关研究成果进行总结,为本研究提供理论基础。第二章:适应水位变化的库岸植物群落设计策略总结分析当前库岸植物群落设计存在的主要问题,并对适应水位变化的库岸植物群落设计策略进行详细解析,包括设计原则和理念、设计理论以及具体的策略(植物生境设计、植物种类筛选、植物群落结构设计以及后期管护)。第三章:汉丰湖北岸乌杨坝库岸植物群落设计研究汉丰湖北岸乌杨坝库岸于2013年完成植物群落设计、2014年完成植物群落构建和库岸生态修复后,经过六年的冬季深水淹没和夏季高温干旱等多重逆境胁迫,目前植物景观层次丰富,生态效果较好。本章总结了该项目的植物群落设计策略,一是植物生境设计,主要包括地形设计和底质设计;二是适生植物种类筛选,阐述植物种类筛选的原则和步骤;三是植物种植设计;四是植物群落结构设计,包括分带设计(多带多功能缓冲系统)、分段设计、和分层设计三部分。第四章:库岸植物群落及多样性评估本章对汉丰湖北岸乌杨坝库岸植被进行全面调查,并运用统计学和数量生态的方法,对恢复后的植物群落及多样性进行评估。评估结果表明:1)多带多功能缓冲系统为植物提供了良好的生境。统计分析结果表明,生态修复区共有维管植物114种,其中草本植物92种。菊科(Compositae)和禾本科(Poaceae)植物较丰富,是该区域的优势科,其他科差别不大,单种、属现象明显。对照区库岸植物种类显著低于修复区域。2)多带多功能缓冲系统对提升植物多样性具有重要意义。其所采用的分层、分段、分带种植显著增加了恢复区域的草本植物群落的物种丰富度和群落多样性,有利于增强草本植物群落的稳定性和应对环境压力的自我调节功能。生态修复区的植物丰富度以及多样性指数显著高于对照区。3)草本植物群落类型显著增加。水平结构上洼地、浅水塘、凹道、多孔隙水岸和林窗等结构为草本植物的生长提供了多样化的异质生境。经调查,生态修复区共有18种草本植物群落类型,而对照区共有8种草本植物群落类型。结合评估结果,对前期的植物群落设计进行优化,包括生境优化设计、植物—鸟类协同设计和入侵植物防治。
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